成都地區(qū)一次春季飛機增雨作業(yè)效果評估

孫杰夫

摘 要：成都地區(qū)冬、春季降水偏少，污染天氣天數(shù)多，適時開展人工增雨符合地方社會發(fā)展需求。本文采用對比區(qū)域試驗方法對2018年春季成都地區(qū)一次飛機增雨作業(yè)過程進行效果評估，結(jié)果表明此次飛機作業(yè)增雨效果明顯，作業(yè)后影響區(qū)域普降小雨，空氣質(zhì)量也有明顯轉(zhuǎn)好。

關(guān)鍵詞：人工增雨；效果評估；除霾

成都作為西部地區(qū)重要中心城市，常住人口超過1600萬，全年降水充沛，但季節(jié)分布不均，其中春季降水偏少，而成都又地處盆地，氣象擴散條件差，加之春季雨水偏少，易形成霧霾天氣。人工增雨是目前投入少、效率高、開發(fā)云水資源有效緩解霧霾天氣的重要途徑。隨著科技發(fā)展，人工增雨需求越來越大。關(guān)于飛機增雨作業(yè)，人工影響天氣業(yè)務(wù)工作者進行了很多研究，并取得了一定的成果。飛機人工增雨是指利用飛機在云體的適當(dāng)部位，選擇適當(dāng)?shù)臅r機，播撒催化劑，以增加地面降水來緩解干旱、減輕空氣污染的科技技術(shù)措施。到2015年，飛機人工增雨已成為成都市人工影響天氣中心常態(tài)化開展的業(yè)務(wù)之一，每年針對冬、春季霧霾天氣，在10月至次年4月適時開展飛機增雨作業(yè)，有效的緩解了霧霾天氣造成的社會影響，取得了良好的社會經(jīng)濟效益。人工增雨效果評估是世界性難題，由于地域、自然環(huán)境、作業(yè)天氣條件和作業(yè)技術(shù)的差異，世界各地的人工增雨效果千差萬別，目前國內(nèi)外常用的人工增雨檢驗效果方法有物理檢驗、數(shù)值模式檢驗及統(tǒng)計檢驗。

一、研究方法與數(shù)據(jù)來源

本文采用的人工增雨效果評估方法為區(qū)域?qū)Ρ仍囼灧椒?，即選取一塊對比區(qū)域（未受作業(yè)催化劑影響區(qū)域），一塊目標(biāo)區(qū)域（作業(yè)催化影響區(qū)域）。假設(shè)作業(yè)期間兩塊區(qū)域的降水量在空間分布上是均勻的，然后令同期對比區(qū)域降水量作為自然降水量的估計值，再用影響區(qū)域的降水量減去估計值，最后得到增雨效果。本文所用降水量數(shù)據(jù)來源于經(jīng)過質(zhì)控后的成都地區(qū)區(qū)域自動站監(jiān)測雨量數(shù)據(jù)。

除霾效果評估選取作業(yè)區(qū)域當(dāng)天的AQI指數(shù)作為估計值，作業(yè)后一天AQI作為目標(biāo)值，用目標(biāo)值減去估計值，得到除霾效果。AQI數(shù)據(jù)來源于成都市環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測站。

二、增雨作業(yè)背景

2018年4月9-12日，成都地區(qū)平均AQI指數(shù)為119，為中度污染，最大日平均AQI指數(shù)為131，出現(xiàn)在4月11日。針對此情況，成都市人工影響天氣中心密切關(guān)注環(huán)流形勢，隨時準(zhǔn)備適時開展飛機人工增雨作業(yè)。

參考成都市氣象臺4月12日11時發(fā)布的人工影響天氣作業(yè)條件專題預(yù)報，從12日夜間到13日白天陰天有小雨，降水區(qū)域為全市范圍，具備增雨條件，成都市人工影響天氣中心決定于4月12日夜間開展飛機人工增雨作業(yè)。

三、飛行作業(yè)方案

根據(jù)對4月12日夜間天氣形勢，制定飛行方案如下：①飛行路線圖（圖一）；②飛行路線：廣漢-彭州-都江堰-崇州-大邑縣-邛崍市-蒲江市-天府新區(qū)-簡陽-中江-廣漢；③播散區(qū)域：都江堰-崇州-大邑縣-邛崍市-蒲江市-天府新區(qū)-簡陽；④作業(yè)高度：4000-6000米；⑤播散煙條：20根（每根AgI含量為12.3g）⑥作業(yè)時段：4月12日18：30--21：00。

四、作業(yè)實況

4月12日傍晚，成都地區(qū)主要以層云為主，適合開展人工增雨，成都市人工影響天氣中心于當(dāng)天18：43分開展飛機增雨作業(yè)，18：55分飛機進入都江堰境內(nèi)開始播散催化劑，作業(yè)高度為5000米，于21：03分完成播撒作業(yè)，21：19分飛機落地，飛行路線與制定方案一致，共燃放煙條20根。作業(yè)過后催化區(qū)域普降小雨，降水明顯。

五、作業(yè)效果評估

1.目標(biāo)區(qū)域

根據(jù)高空分風(fēng)向風(fēng)速顯示，作業(yè)時西北風(fēng)向，云體移動速度約為6m/s，播散距離320km，催化有效時間為1小時，影響范圍為飛行路徑東南向約20km，累計影響面積約為6000km2，該區(qū)域為作業(yè)目標(biāo)區(qū)域（圖二），具體為都江堰、崇州市、大邑縣、邛崍市、天府新區(qū)、簡陽市。

2.對比區(qū)域

對比區(qū)域根據(jù)圖示為成都主城區(qū)及二圈層區(qū)域，具體為主城區(qū)、新都區(qū)、郫都區(qū)、溫江區(qū)、新津縣、雙流區(qū)及龍泉驛區(qū)，以上區(qū)域是未受催化劑影響區(qū)域。

3.降水量分析

采用區(qū)域雨量對比法進行統(tǒng)計檢驗定量評估增雨量，設(shè)目標(biāo)區(qū)（作業(yè)影響區(qū)，下同）作業(yè)后3小時平均降雨量為R1（mm），對比區(qū)同期平均降雨量為R2（mm），則人工增雨作業(yè)后目標(biāo)區(qū)總增雨量為：

P=R1-R2

降水量采用各區(qū)縣自動站平均值，目標(biāo)區(qū)域平均降水量為4.2mm，對比區(qū)域平均降水量為0.4mm，面雨量增加3.8mm，累計增加降水228萬方。

4.AQI指數(shù)變化

4月9日成都市各區(qū)平均AQI為129，4月10日全市平均AQI為121，4月11日全市平均AQI為131，4月12日成都市各區(qū)全天平均AQI指數(shù)為95，4月12日進行飛機人工增雨后，4月13日成都市各區(qū)全天平均AQI指數(shù)降為43，全市各區(qū)平均AQI指數(shù)明顯下降（圖九），通過降雨對改善了空氣質(zhì)量起到了正面作用。

六、結(jié)語

1.作業(yè)后，目標(biāo)區(qū)域普降小雨，面雨量增加3.8mm，累計增加降水228萬方，催化效果明顯。

2.作業(yè)后，AQI指數(shù)由119降為43，空氣質(zhì)量由中度污染轉(zhuǎn)為良。

3.成都市人工影響天氣中心結(jié)合實時天氣情況，適時開展飛機人工增雨作業(yè)，催化區(qū)域普降小雨，此次作業(yè)對增加降水、改善空氣質(zhì)量起到正面作用。